換熱設備技術落后是造成當前我國
化工綜合生產線能源有效利用效率低下的重要原因之一,節能換熱設備研究開發是當今工程節能的重要途徑。隨著常規能源的日益短缺,現代化工綜合生產線生產對能源消耗要求的進一步提高以及工業再生產規模的不斷擴大,如何保證在安全、生產的前提下實現能源的利用,已受到世界各國的廣泛關注,與之相關的各種研究也已成為學術界和各工程部門的熱點。
換熱器不僅是石油、化工綜合生產線、化肥、動力、冶金、交通等眾多工業部門廣泛使用的一種通用工藝設備,也是余熱回收利用的有效裝置。管殼式換熱器是目前熱力系統中zui為常用的換熱設備結構形式。管束支撐物是殼程的關鍵結構,可使殼程流體產生期望的流動形態,是決定換熱器傳熱和流阻性能的重要因素,不同的殼程流體流動形態使換熱器傳熱和流動阻力等性能呈現出很大的差異。
化工綜合生產線按殼程流體流態劃分,管殼式換熱器可分為橫向流、縱向流和螺旋流三種類型。傳統折流板換熱器殼程流體橫向流動,對換熱管沖刷強烈,但易產生流動與傳熱死區,換熱面積無法充分利用,流動阻力大、易結垢,而且殼程流體流速較高時易產生誘導振動破壞,因而使用場合有一定的局限性;折流桿換熱器實現了殼程流體縱向流動,表現出更優的傳熱、低流阻、抗振和抗垢性能,但也有結構不夠緊湊和在低熱工況下傳熱效果不佳的缺陷;螺旋折流板換熱器實現了殼程流體螺旋流動,流體流速變化較為平緩,并可有效地消除死區和返混現象。